Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Природознавство arrow Теорія і технологія пресування порошкових матеріалів
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Вплив властивостей порошків і параметрів пресування на процес ущільнення порошків

У загальному випадку максимальна щільність пресовки визначається видом ущільнюваного матеріалу. При ущільненні пластичних матеріалів досягається вища щільність прссовок. ніж при ущільненні твердих (рис. 17). При цьому для кожного матеріалу є певні оптимальні значення тиску, збільшення якого для отримання більш щільних заготівок часто стає нераціональним у зв'язку з незначним збільшенням щільності та зниженням стійкості прес-форм і підвищенням витрат на їх зміцнення.

Істотний вплив на процес ущільнення мають розмір і форма частинок. їх твердість (пластичність). За інших рівних умов дрібні порошки ущільнюються гірше, ніж крупніші. особливо у разі пресування за низького і середнього тиску. коли на процес ущільнення переважно впливає стружтурна деформація. Останнє пояснюється тим. що дрібні порошки мають гіршу здатність до укладання (мають малу насипну щільність) і вищі значення міжчастинкового тертя за рахунок більшого числа контактів між частинками в одиниці об'єму ущільнюваного матеріалу. Збільшення розміру частинок зазвичай призводить до зростання

Залежність відносної щільності прссовок від тиску пресування для різних матеріалів

Рисунок 17 – Залежність відносної щільності прссовок від тиску пресування для різних матеріалів

щільності пресовок. Оскільки зі зростанням середнього діаметр20 %-а частинок підвищується щільність пресовок. то слід було б чекати, що з кртіних порошків повинні виходити найщільніші пресування. Проте насправді цього не спостерігається. Збільшення щільності відбувається тільки до цілком певного розміру частинок, а надалі щільність зменшується. Цс зумовлено тим, що крупні порошки, особливо монодисперсні. як і дрібні, мають погану здатність до щільного укладання. Вони утворюють великі пори, заповнення яких матеріалом за рахунок подальшої пластичної деформації утруднене. Різниця в ущільнюваності порошків з різним розміром частинок у разі пресування за високого тиску зменшується, проте відмінність залишається.

Зазвичай ступінь ущільнення зменшується зі збільшенням дисперсності порошків як для пластичних, так і для твердих порошків. що слід пов'язувати з тертям між частинками. Особливо цс має велике значення при ущільненні тонкодисперсних і ультрадисперсних порошків, коли переважний вплив на процес ущільнення має розмір частинок. Як видно з рисунка 18. ущільнення ультрадисперсного порошку пластичного нікелю відбувається аналогічно до ущільнення тонкодисперсного порошку крихкого нітриду кремнію.

Залежність відносної щільності пресовок від тиску пресування при ущільненні порошків нітриду кремнію (0)1 нікелю (б)з різним розміром частинок (мкм)

Рисунок IS – Залежність відносної щільності пресовок від тиску пресування при ущільненні порошків нітриду кремнію (0)1 нікелю (б)з різним розміром частинок (мкм)

Істотний вплив на ущільнюваність порошків має форма

частинок. Неправильна форма частинок порошків сприяє отриманню нижчої щільності пресовок. Останнє обумовлене збільшенням міжчастинкового тертя і менш щільним укладанням частинок. Проте в цьому випадку зростає міцність пресовок (рис. 19), що в основному стосується ущільнення монодисперсних порошків. У разі ущільнення порошків, що складаються із суміші частинок різного розміру (полідисперсних порошків), вплив середнього розміру частинок на ущільнюваність неоднозначний. З одного боку, збільшення числа фракцій призводить до збільшення внутрішнього тертя і. як наслідок, до зменшення щільності. З іншого боку, наявність у порошку частинок різного розміру може призвести до збільшення щільності за рахунок щільнішого укладання частинок за умови, що дрібні частинки займають пустоти, утворені крупнішими. За В.І. Іващенком ця умова виконується, якщо

(1.19)

де- максимальний розмір частинок дрібнішої фракції;

- мінімальний розмір частинок крупнішої фракції.

При цьому щільність пресовок зростає зі збільшенням числа фракцій у порошку, який ущільнюється.

На щільність, що досягається при пресуванні, також впливає стан поверхні частинок з погляду на їх окисненість. Вплив оксидів на поверхні частинок на ступінь ущільнення порошків також неоднозначний. Як відо-

Залежність щільності (1. 2) і міцності (3. 4) пресовок із порошків від тиску пресування

Рисунок 19 – Залежність щільності (1. 2) і міцності (3. 4) пресовок із порошків від тиску пресування

мо, окиснення поверхні пов'язане зі зменшенням її шорсткості, тобто зі зменшенням кількості виступів і западин. У зв'язку з цим при використанні для пресування окиснених порошків слід чекати, особливо на стадії структурної деформації, на отримання більшої щільності за рахунок зниження міжчастинкового тертя. Зменшенню міжчастинкового тертя також сприяє зменшення коефіцієнта в парі тертя МеО-МеО порівняно з парою Ме-Ме або МеО-Ме. З іншого боку, наявність у порошку більш твердих і крихких оксидів повинна призводити до утруднення процесу ущільнення на стадії пластичної деформації і, як наслідок, до отримання нижчої щільності порівняно з ущільненням неокиснених порошків.

Що ж до здатності до формування і міцності пресовок зі збільшенням ступеня окисненості порошків, то ці показники знижуються.

На здатність порошків до ущільнення істотно впливає їх твердість. За інших рівних умов збільшення твердості матеріалу при пресуванні призводить до зменшення щільності пресовок (див. рис. 4). Останнє зумовлене зменшенням ступеня пластичної деформації, яка сприяє ущільненню відповідно до механізмів ущільнення, розглянутих раніше. Слід враховувати, що твердість, але й від багатьох інших чинників. Так, твердість зростає зі збільшенням ступеня деформації (наклепу). У зв'язку з цим слід очікувати на гіршу здатність порошків до ущільнення, одержаних механічним подрібненням. Відпал таких порошків приводить до зниження твердості і поліпшення пресованості порошків.

Збільшенню твердості також сприяє поява в матеріалі порошку вуглецю, водню, кисню й інших домішок, зумовлена методом отримання порошку. Поліпшити здатність до пресування таких порошків можна рафінуючим відпалом.

До параметрів пресування, що мають вплив на процес ущільнення порошків, насамперед слід віднести швидкість пресування, час витримки за максимального тиску і його значень.

Швидкість пресування не має значного впливу на кінцеву щільність і міцність виробів. Проте зменшення швидкості може сприяти більш щільному укладанню частинок за рахунок структурної деформації. У цьому разі також спостерігається вищий ступінь пластичної деформації, для проходження якої потрібен певний час.

Прискорення пресування в більшості випадків не позначається на якості виробів. Проте в тих випадках, коли пресують суміші порошків, замішані з пластифікатором, і гранульовані суміші (наприклад, твердосплавні), при збільшенні швидкості пресування зростає вірогідність захоплення порошком повітря і стиснення його до тиску, рівного тиску пресування. Після зняття тиску розширення повітря в закритих порах може призвести до виникнення в пресовках розшарування (тріщин у напрямках, перпендикулярних до напрямку прикладання тиску).

Більший вплив, ніж швидкість, на збільшення щільності й рівномірність її розподілу по об'єму має витримка пресовки під максимальним тиском. При цьому збільшення щільності зростає з підвищенням тиску пресування. Така зміна щільності пояснюється збільшенням можливості вирівнювання напруженого стану по всьому об'єму. Проте великі витримки під тиском знижують продуктивність процесу пресування. Тому при пресуванні дрібних, простих за формою виробів рекомендується витримку не робити, а в разі великогабаритних, з підвищеною щільністю виробів робити витримку під максимальним тиском протягом 30 с.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси